[發(fā)明專(zhuān)利]基于中心輻射型網(wǎng)絡(luò)框架的多模式公共交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710530004.4
• 申請(qǐng)日: 2017-06-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107194128B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉志遠(yuǎn);黃迪;張奇;付曉;劉菲菲
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/18
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/18
• 代理公司: 南京蘇高專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于中心輻射型網(wǎng)絡(luò)框架的多模式公共交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法，在新建的地鐵網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)下，以中心輻射型網(wǎng)絡(luò)為框架對(duì)城市普通公交網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，構(gòu)建多模式交通運(yùn)輸系統(tǒng)。主要包括：(1)運(yùn)用聚類(lèi)方法對(duì)乘客需求點(diǎn)進(jìn)行聚類(lèi)，為地鐵站和公交站臺(tái)選定樞紐中心站。(2)基于新建成的地鐵網(wǎng)絡(luò)，提出多模式交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，包括采用啟發(fā)式路線生成法進(jìn)行主干公交線路的設(shè)計(jì)，運(yùn)用旅行商問(wèn)題進(jìn)行接駁公交線路的設(shè)計(jì)。(3)建立雙層規(guī)劃模型問(wèn)題來(lái)描述線路發(fā)車(chē)頻率優(yōu)化的決策過(guò)程，并利用人工蜂群算法進(jìn)行求解。

技術(shù)鄰域

本發(fā)明涉及一種基于中心輻射型網(wǎng)絡(luò)框架的多模式公共交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法，屬于城市交通管理與控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著城市化進(jìn)程的不斷深入，市民出行需求的快速增長(zhǎng)，道路擁堵、空氣污染和交通事故已成為世界上許多大城市的交通規(guī)劃的主要關(guān)注點(diǎn)。從交通需求管理的角度來(lái)看，解決這些問(wèn)題的有效方法是鼓勵(lì)出行者將他們的出行模式從私家車(chē)轉(zhuǎn)移到公共交通。我國(guó)各大城市逐步深入建設(shè)以地鐵網(wǎng)絡(luò)為骨架，多種公共交通方式相結(jié)合的多模式公交系統(tǒng)。但是，新建的地鐵線路對(duì)現(xiàn)有公交網(wǎng)絡(luò)乘客流量分布影響較大。因此，應(yīng)結(jié)合新建的地鐵線路，對(duì)現(xiàn)有的公交汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)(線路和發(fā)車(chē)頻率)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，以提高多模式公共交通系統(tǒng)的整體服務(wù)水平。

城市多模式交通網(wǎng)絡(luò)框架通常有三個(gè)層次：(1)地鐵系統(tǒng)作為多模式交通網(wǎng)絡(luò)的骨架，提供快速和長(zhǎng)距離服務(wù)。(2)主干公交線應(yīng)連接具有高乘客流量但不直接通過(guò)地鐵線連接的地鐵站，以提供中距離服務(wù)。(3)接駁公交作為地鐵和主干公交線路的補(bǔ)充，主要解決市民出行“最后一公里”問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問(wèn)題：本發(fā)明提供一種基于中心輻射型網(wǎng)絡(luò)框架的多模式公共交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法，目的是確定多模式交通線路和最優(yōu)發(fā)車(chē)頻率。該方法綜合考慮公交公司和乘客的利益，以新建地鐵網(wǎng)絡(luò)為框架，基于中心輻射型網(wǎng)絡(luò)框架對(duì)城市多模式公交線路和發(fā)車(chē)頻率進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

技術(shù)方案：本發(fā)明的基于中心輻射型網(wǎng)絡(luò)框架的多模式公共交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：

步驟一：運(yùn)用基于乘客需求點(diǎn)密度和相對(duì)距離的聚類(lèi)算法對(duì)乘客需求點(diǎn)進(jìn)行聚類(lèi)，在新建地鐵網(wǎng)絡(luò)上選取樞紐中心站點(diǎn)，被選節(jié)點(diǎn)應(yīng)符合以下標(biāo)準(zhǔn)：(1)站點(diǎn)乘客需求量大于平均站點(diǎn)需求量(2)與其他需求密度相似的節(jié)點(diǎn)距離大于2km；

步驟二：基于步驟一所選定的樞紐中心站點(diǎn)，采用兩階段啟發(fā)式算法分別生成主干公交和接駁公交線路，具體流程為：

階段一，生成主干公交線路：首先從乘客角度，利用最短路徑算法在每一起訖點(diǎn)對(duì)之間生成距離最短路徑，記為集合A；從公交公司角度，在每一起訖點(diǎn)對(duì)之間生成運(yùn)輸效率最短的路徑，記為集合B；從所有起訖點(diǎn)對(duì)之間的線路中篩選同時(shí)滿(mǎn)足以下條件的線路，生成最終的主干公交線路：(1)樞紐約束：每條公交線路至少通過(guò)一個(gè)樞紐中心站；(2)線路長(zhǎng)度約束：公交線路的長(zhǎng)度小于允許最大值；(3)站距約束：站臺(tái)間的間距大于S km，其中0.2≤S≤1；

階段二，生成接駁公交線路：把接駁公交線路生成問(wèn)題看作是旅行商問(wèn)題，根據(jù)地鐵站點(diǎn)周?chē)男枨簏c(diǎn)的數(shù)量和分布情況確定接駁公交線路設(shè)計(jì)；

步驟三：把每個(gè)食物源中的解看作為各線路發(fā)車(chē)頻率組成的可行解，利用人工蜂群算法求解雙層規(guī)劃模型，得到線路最優(yōu)發(fā)車(chē)頻率，所述雙層規(guī)劃模型由上層規(guī)劃模型和下層規(guī)劃模型構(gòu)成，所述上層規(guī)劃模型為：